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Silvana TapiaIgnacio CrespoJuan Carlos GilFrancis VillatoroHéctor SocasBorja Tosarsupersólidos de polaritones naturalezacristal fotónico condensados polaritonessupersólido de luz comercializadoNaturePhysical Review LettersFrancis VillatoroDimitrios TripogeorjosKR por resonante4 Kelvincondensado Bose-EinsteinBose-Einsteinpares de Cooperverano de 2024condensado de Bose-EinsteinArsenio de Galio AluminioExcitonesNanómetros
Supersólido polaritones condensado
Con
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Francis Villatoro introduce un artículo publicado en Nature sobre supersólidos y cristal fotónico, explicando que se titula 'La emergencia de la supersolidez en condensados de polaritones en cristales fotónicos' y ha sido comercializado como un 'supersólido de luz'.
…y es un artículo que viene acompañado por otro artículo que se publicó en Physical Review Letters, que es la parte de teoría Publicaron el Physical Review Letters a mediados de año y este Nature apareció antes que el Physical Review Letters, pero lo cita El artículo se titula La emergencia de la supersolidez en condensados de polaritones en cristales fotónicos. La idea de la supersolidez de algo que son polaritones a nivel de medios se ha vendido como un “supersólido de luz”. Esto hay que ponerlo entre comillas, lo de luz, pero sorprendentemente dos de los autores, a veces en la revista Nature se le pide a investigadores que han. Hecho de revisores o otros investigadores relacionados con el tema que escriban un News and Views, una especie como de resumen explicativo, y a veces no encuentran a nadie y entonces lo que hacen es pedirle a los propios autores que escribas un brief, una…
Significado #1 · Palabras #1
Héctor Socas introduce un cambio de tema en la conversación, invitando a Francis Villatoro a hablar sobre un artículo publicado en Nature relacionado con los supersólidos y el estado de cristal fotónico.
Habla: Héctor SocasSignificado #17supersólidos artículo naturecristal fotónico estado supersolidezartículo nature francis villatoro…caso la hipótesis cuadrúpeda, y en función de eso, las principales hipótesis son o que es efectivamente un hominino y es bípedo, o que estaría más emparentado en concreto, dentro de los grandes simios, con los gorilas. Y ahí estamos ahora mismo. Muy bien. pues ya que hemos estado arrojando luz sobre los orígenes de nuestros antepasados evolutivos, vamos Francis a arrojar luz sobre semiconductores y cuéntanos este artículo que ha salido en Nature, que es una cosa muy flipante porque nos habla de supersólidos, que yo no sabía lo que era esto y de mantener la luz prácticamente en un estado de cristal fotónico, en un estado de supersolidez. Yo creo que si conseguimos transmitir lo que son estos conceptos ya me daría por satisfecho independientemente de lo que luego dice el paper, porque son temas que son muy complejos. Sí, este es un artículo que se publicó en la revista Nature en marzo del año…
Francis Villatoro introduce un artículo publicado en Nature sobre supersólidos y cristal fotónico, explicando que se titula 'La emergencia de la supersolidez en condensados de polaritones en cristales fotónicos' y ha sido comercializado como un 'supersólido de luz'.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #1supersólidos de polaritones naturalezacristal fotónico condensados polaritonessupersólido de luz comercializado…y es un artículo que viene acompañado por otro artículo que se publicó en Physical Review Letters, que es la parte de teoría Publicaron el Physical Review Letters a mediados de año y este Nature apareció antes que el Physical Review Letters, pero lo cita El artículo se titula La emergencia de la supersolidez en condensados de polaritones en cristales fotónicos. La idea de la supersolidez de algo que son polaritones a nivel de medios se ha vendido como un “supersólido de luz”. Esto hay que ponerlo entre comillas, lo de luz, pero sorprendentemente dos de los autores, a veces en la revista Nature se le pide a investigadores que han. Hecho de revisores o otros investigadores relacionados con el tema que escriban un News and Views, una especie como de resumen explicativo, y a veces no encuentran a nadie y entonces lo que hacen es pedirle a los propios autores que escribas un brief, una…
Francis Villatoro explica cómo se ha popularizado la idea de haber creado un 'sólido de luz' a partir de un artículo sobre supersólidos y cristal fotónico publicado en Nature.
Habla: Francis VillatoroSignificado #7 · Palabras #8supersólido de luz en natureartículo sobre supersólidos y cristal fotónicoautores secundarios del artículo naturesólido de luz artículo natureescitones polaritones semiconductorcondensados bose einstein y bosonescorrelaciones larga distancia en átomosindistinguibilidad entre los átomos del condensadopares cooper en superconductoresanálogos bose einstein sistemas ópticoscondensados en sistemas ópticos…que hacen es pedirle a los propios autores que escribas un brief, una versión de la investigación breve, que es el equivalente a un News and Views, pero bueno, combina opiniones del director, algunas frases de los revisores, anónimos, y los propios autores. Entonces, en este caso dos de los autores, que no son los autores principales del artículo, son los que han escrito este brief sobre el artículo y en el brief destacan varias veces que es un supersólido de luz. Eso ha hecho que en notas de prensa, en muchos medios, se comentara este artículo como que se había construido un sólido de luz. Dicen: luz sólida, ¿esto cómo es? Claro, cuando te dicen: bueno, en realidad es un súper sólido de polaritones, que en realidad no son polaritones, son escitones polaritones, y los escitones son, en un semiconductor, parejitas electrón hueco, entonces tengo un estado en el que la luz está acoplada a partículas materiales. Es decir: hombre, una cosa que puede uno pensar que pueda generar un tipo de solidez. Pero bueno, hay que aclarar bien lo que se entiende por supersólido. En los condensados de Bose-Einstein, cuando yo tengo un bosón, un gas, por ejemplo, de bosones, de átomos que se comportan como bosones, a muy baja temperatura puede formarse un condensado de Bose-Einstein. Es un condensado en el que aparecen correlaciones de larga distancia entre los átomos o las moléculas o lo que forme el condensado y esas correlaciones de larga distancia se representan con una función de onda común a todo el condensado. Es como si la individualidad de los átomos se perdiera, se genera una cierta indistinguibilidad entre los átomos que forman el condensado fuera un objeto macroscópico. Eso ocurre, por ejemplo, con los pares de Cooper en los superconductores y con otros materiales. Se han podido construir en sistemas ópticos tanto análogos a condensados de Bose-Einstein como en ciertos sistemas ópticos se ha logrado un condensado. Y uno de esos sistemas son los sistemas en los Que se acoplan estados de luz, cuasipartículas, que se llaman polaritones, que se acoplan a estados de electrón hueco. Los electrones y huecos en un semiconductor son también cuasipartículas, que se ligan por una fuerza de Coulomb. Es como una especie de…
Francis Villatoro explica cómo es posible conseguir la condensación tanto de excitones como de polaritones en un material específico, y menciona las bajas temperaturas necesarias para observar estos fenómenos.
Habla: Francis VillatoroSignificado #3 · Palabras #4condensación excitones boséistenpolaritones estado común interacción luzenergías polaritones no linealidades 10 kelvintrabajo científico a 4 kelvin…por electrones, etc. Pero a varios, a loops, no son interacciones a primer orden. Bien, pues yo en un material que permita la propagación de la luz y que tenga electrones disponibles que se puedan emparejar en estos excitones a baja temperatura, yo puedo Conseguir tanto que los excitones se condensen en un condensado de Boséisten como que los polaritones, en rigor, excitones polaritones, es decir, es la parecita, el estado común de interacción de la luz con estos electrones se condense en un condensado. Las energías de interacción entre las no linealidades entre los polaritones son del orden de equivalente a unos 10 Kelvin, con lo que para ver estos condensados se trabaja por debajo de esas temperaturas. En este trabajo, por ejemplo, se ha trabajado a 4 Kelvin. Entonces, eso equivale en energía a mili-electrón voltios, a pocos mili-electrón voltios: 2, 3 mili-electrón voltios. Entonces ya se había demostrado en este tipo de materiales la posibilidad de formar un condensado sexting; entonces lo que yo observo es que…
Francis Villatoro describe un sistema experimental donde puede condensar excitones, explicando que consiste en varias capas alternas de una aleación de arsenio de galio y aluminio.
Habla: Francis VillatoroSignificado #19condensación de excitones arsenio galioaleación arsenio galio aluminiodistancia nanométrica de 20 nanómetroscondensado de excitones por halitones…que ser su longitud de onda. Tiene que tener un tamaño inferior a la longitud de onda que tú usas. Se usa, en este caso, longitud de onda en el infrarrojo cercano, unos 770 nanómetros; y la distancia entre estas tiritas es del orden de 200 nanómetros, 242. Bien, y esto está encima de un sistema en el que yo pueda condensar excitones, que básicamente es una super red: son varias capas alternas que tienen arsenio de galio aluminio, es una aleación, o arsenio de galio. Y voy alternando; también es una distancia nanométrica de 20 nanómetros y eso también está por debajo de las neutras y es lo que facilita que se forme el condensado de excitones por halitones. Es decir, yo tengo un pequeño dispositivo semiconductor en el que cuando yo irradio con un láser, con luz en ese sistema, excito que los electrones se emparejen con los huecos y además la luz se acopla a esas parejitas electrón hueco. entonces este sistema ya…
Francis Villatoro describe un sistema experimental forzado donde inyecta constantemente luz para mantener el estado condensado a baja temperatura, y explica una observación clave sobre la curva de dispersión de los polaritones.
Habla: Francis VillatoroSignificado #4 · Palabras #5polaritones en condensado de átomosbosones sin masa imposibilidad condensacióncondensado bose einstein y fotonesdispersión polaritones curva observada francis villatoro…100 centosegundos de longitud con estos 770 nanómetros en el láser. Entonces yo genero un láser pulsado que mantiene, por tanto es un sistema forzado. Yo mantengo el estado condensado, a muy baja temperatura, pero además inyectando constantemente luz. Bien, Este sistema ya se había logrado y lo que se observó es que a veces, cuando yo miro la curva de dispersión de los polaritones, lo que yo observo es que esta curva de dispersión, los polaritones en un condensado de átomos, normalmente es necesario que los átomos tengan masa; es clave que tengan masa. Si los bosones no tienen masa, no se pueden condensar. Los fotones no se pueden condensar en un condensado Bose-Einstein; tengo que tener masa. La masa en un sistema de este tipo depende de la relación entre la energía y el momento lineal. Estamos hablando de ondas, ondas que se mueven en una cierta dirección y se mueven con un cierto momento lineal. Eso nos da un número de ondas y yo tengo una…
Francis Villatoro explica que cuando se acumulan polaritones en un punto mínimo de una doble parábola, algunos saltan a bandas adyacentes debido a efectos no lineales.
Habla: Francis VillatoroPalabras #14polaritones saltan a bandas adyacentescondensado estático con momento lineal ceroconservación en el salto de polaritonesefectos no lineales en doble parábola…en forma de V y ahí tengo acumulando muchos y cuando voy acumulando muchos hay una cierta probabilidad de que salte alguno de la banda; es decir, al mismo nivel energético, porque no cambio la energía, habrá una repoblación de estados que se encuentran en la Banda, en la parábola, a un lado o a otro. Pero fijaros: el verticito donde se está acumulando el condensado tiene momento, el número de onda, momento lineal cero; es decir, se está formando un condensado estático, pero cuando yo salto y llevo polilitones a algunos de los lados, a la banda, a un lado, a la izquierda o a la derecha, ahí el momento es distinto de cero. Ese proceso ocurre por parejas; es decir, por la conservación. De la energía de momento lineal, si en el estado en el que estaban originalmente tienen la energía equivalente a un momento lineal, una cierta energía, perdón, y un momento lineal igual a cero, cuando aparece un estado a uno de los lados, con un momento…
Francis Villatoro describe un sistema donde la distancia entre zonas de mayor y menor densidad de polaritones permanece constante e independiente de la energía, fenómeno conocido como supersólido.
Habla: Francis VillatoroSignificado #2 · Palabras #2polilitones propagantes con momento linealcondensado de polilitones momento cerointerferencia de polilitones propagantesinterferencia polaritones momentos linealescondensado bose einstein patrón interferenciamodelo teórico propagación hacia ceroholografía de los polaritoneslínea nodal en condensado bose einsteinmontañitas en condensado bose einsteincondensado bose einstein estructura simétricainterferencia estados momento lineal condensadodensidad polaritones oscilación diagramateoría predice interferencia polaritonescondensado como superfluidoenergía influye patrón interferenciapotencia láser controla patrónpatrón cambia frecuencia evo seinsteindistancia rayas función energíadistancia oscilaciones polaritones constantescondensados umbral segundo estado curiosopatrón interferencia densidad polaritonessupersólido polaritones condensadopatrón cristalino polaritonessimetría rota polaritones momento lineal cerokr resonante polaritones estados positivos negativosfases distintas polaritones simetríaestado supersólido rompe simetríapatrón fijo distancia fija sistemaestructuras bandas independientes energía artículo teóricoartículo teórico y experimentalcondensado con potenciasupersólido patrón de franjassimulaciones numéricas supersólidoexperimento observó patrón franjasoscilaciones en amplitud de condensadosestructura cristalina de supersolidezláser inyección potencia oscilacionessupersólido según autores estudioconversión paramétrica proletonesdispersión de proletones acumuladossupersólido en cristales fotónicosexcitones polaritones observados experimentalmentesistema forzado y disipativo supersólido…el negativo, para que la suma sea cero. Y se conserve la energía; la energía sigue siendo la misma, estoy al mismo nivel energético y tengo dos polaritones que tienen un momento lineal, es decir, una velocidad, si queréis, opuesta, igual y opuesta. Entonces, yo tengo dos polilitones propagantes porque ahora tienen momento lineal; en el condensado tenían momento lineal igual a cero, pero ahora tienen un momento lineal, uno positivo y otro negativo, los dos iguales, y los dos se propagan, y cuando se propagan pueden interferir y formar un patrón de. Interferencia. Entonces, lo que propone el modelo teórico es que ese patrón de interferencia, si los dos uno se propaga hacia el cero y el otro hacia el cero, acaba resultando en un patrón de interferencia sobre el condensado de Bose-Einstein que tengo en el centro del dispositivo. En el condensado me va a aparecer la forma típica. Del perfil de intensidad, esto se ve por luminescencia; se pueden hacer imágenes. Se llama holografía de los polaritones. Yo puedo ver una imagen de cómo está la luz ahí en el condensado y lo que se ve básicamente es que hay una línea nodal y como dos montañitas: una montañita hacia arriba y otra montañita, si queréis entre comillas un culo; el culo este que tiene dos partes. Pues esa es la idea. Hay una parte oscura central, que no llega a cero, pero bueno, tienes una cosa que sube, una parte central más oscura y una parte que sube simétrica al otro lado. Tengo esa estructura; esa es la estructura de cómo se ve el condensado. Bien. Cuando aparecen estos estados con momento lineal distinto de cero que interfieren entre sí en el condensado, tiene que aparecer una oscilación de la densidad de polaritones. Tengo que ver como un diagrama de interferencia superpuesto a este culo, ¿vale? Imaginaros el... Y eso lo que predice la teoría es que si Se comporta ese condensado como un superfluido; el patrón de interferencia dependerá de la energía. Si yo estoy en un cierto nivel de energía, o estoy en un nivel de energía más alto o más bajo, se lo puede controlar también con la potencia del láser. Puedo, digámoslo así, el patrón cambia de frecuencia, entonces aparece en el condensado Evo Seinstein con su línea nodal un patrón de rayas cuya distancia yo puedo ir modificando en función de cómo modifique la energía; pero lo que predice la teoría es que si yo sigo incrementando la potencia. hay un Un nuevo umbral, el primer umbral es el que da lugar al condensado, hay un segundo umbral que da lugar a un estado curiosísimo en el que el patrón de interferencia, la distancia entre esas oscilaciones que aparecen en la densidad de los polaritones en el condensado, se mantiene constante y es independiente de la energía. Un sistema en el que tengo unas rayitas, unos sitios donde hay más densidad de prolitones o menos densidad y cuya diferencia, la distancia entre donde tengo un máximo de densidad y un mínimo, se mantiene constante e independiente de la energía. A eso es a lo que se le llama un supersólido. ¿Por qué? Porque tengo un patrón, que es un patrón entre comillas cristalizado, un patrón entre comillas cristalino. Se ha roto una simetría, es una simetría asociada, bueno, cuando yo tengo estos polaritones que están en el condensado y que están en momento lineal igual a cero y que se lanzan por parejas hacia esos estados con un momento positivo y negativo, se llama KR por resonante, no hay realmente una resonancia, pero bueno, se utiliza ese término, que están los dos Hay una simetría en el sistema que permite que tengan fases distintas. Tienen una amplitud, pero además la función de onda que representa este sistema tiene además una fase y la fase puede ser distinta, pero la suma de las fases tiene que ser cero. Bien, pues cuando yo paso al supersólido, yo consigo romper esa simetría, rompo esa simetría y eso es lo que me genera un patrón fijo, un patrón con una distancia fija, que depende de ciertas propiedades del sistema, que hace que en el condensado aparezcan esas estructuras de bandas independientes de la energía. Entonces eso es lo que predecía el artículo teórico, ya os digo, el artículo teórico, según cuentan los autores, esto lo descubrieron en el verano de 2024 y en. Paralelo enviaron el artículo teórico y el experimental. Primero comprobaron: no quisieron quemar la gallina del huevo de oro; si publicas el artículo teórico rápidamente, la competencia te hace el experimento y te lo quita. Entonces, para no quemarse, no echarse piedra contra el propio tejado, pues publicaron en paralelo ambos resultados. Pero bueno, lo que decían las simulaciones numéricas es que en este sistema, cuando yo aumento la potencia, hay un umbral que genera el condensado y hay un umbral en el que aparece el supersólido; y que la señal clave del supersólido es este patrón de franjas con una anchura independiente de la energía. Entonces ya han hecho el experimento y han observado que sí, que eso es así ¿vale? Han diseñado el dispositivo y han comprobado que aparece ese. Patrón, pero aquí la gran pregunta es: el patrón, ya os digo, imaginaros dos, una zona central oscura y dos manchas, dos manchas así como con montañitas, con oscilaciones en su amplitud. La clave es que esas oscilaciones a partir de cierta potencia de inyección del láser están fijadas y por tanto tienen una estructura, entre comillas, repito, cristalina y de ahí la supersolidez. ¿Esto es un análogo a un supersólido o es un supersólido? Según los autores esto es un supersólido, no es un análogo a un supersólido porque el mecanismo que da lugar a esto es un mecanismo físico que es esa generación; se llama conversión paramétrica de paso de proletones de un sitio en el que se están acumulando y no pueden ya, como que exceden lo que cabe en ese sitio y que van saltando, generando esos otros estados en la curva de dispersión. Entonces, el punto clave obviamente es: el artículo es muy interesante; se propone como la primera vez que se logra esto experimentalmente, es decir, observar un supersólido en cristales fotónicos con excitones polaritones. Esto es un sistema forzado y disipativo; también sería la primera vez que se ve un supersólido en un sistema que es forzado y disipativo. La cuestión clave es, ¿realmente lo que se muestra en ese artículo, que está en perfecto acuerdo con las simulaciones numéricas publicadas en Physical Review Letters, es una prueba definitiva de que es un supersólido? Los expertos en supersolidez dirán:…
Francis Villatoro explica cómo un material puede moverse saltando de átomo en átomo sin tener una simetría continua, comparándolo con la solidez observada en imágenes de condensados.
Habla: Francis VillatoroSignificado #6movimiento átomo a átomocondensados y patrones de interferenciasolidez en condensadosrotura de la simetría continua…tiene una red cristalina y cuando yo me muevo, pues aquí paso por átomo, aquí paso por vacío, aquí paso por átomo, entonces veis pegando como saltito, no tengo una simetría; la simetría es a salto, una simetría discreta, de traslación discreta, si me muevo la Cantidad adecuada, la distancia de la red, la unidad de la red; yo puedo ir saltando de... de átomo en átomo, pero no tengo una simetría continua. Entonces, cuando te aparece en las imágenes que vemos de este condensado, aparece ese patrón de interferencia estático, ahí quieto; pues yo digo: esto es como si fuera la solidez. Entonces aquí el punto clave es la rotura de la Simetría y cuando el punto clave es la rotura de la simetría, lo que necesitamos es una demostración de que de verdad ha habido una rotura de simetría y ahora mismo lo que tenemos es una rotura de simetría aparente. Es verdad que antes del umbral de…